Atomic Layer Deposition (ALD), även känd som atomär lagerepitaxi (ALE), är en tunnfilmsteknik i atomskala. Den kan avsätta ultratunna filmer med enhetlig tjocklek, kontrollerbar tjocklek och justerbar sammansättning. Med utvecklingen av nanoteknik och halvledarmikroelektronik reduceras storlekskraven för enheter och material kontinuerligt, och bildförhållandet i enhetsstrukturen ökas kontinuerligt, vilket kräver att tjockleken på de använda materialen reduceras till storleksordningen tio nanometer till flera nanometer. Teknik för deponering av atomlager har gradvis blivit en oersättlig teknologi inom relaterade tillverkningsområden. Dess fördelar avgör att den har enorm utvecklingspotential och bredare applikationsutrymme. Metalliska silikonwafersav ALD kan tillhandahållas av PAM-XIAMEN.
1. Arbetsprincip för Atomic Layer Deposition Technology
Atomskiktsavsättningsteknologin hänvisar till en metod för att bilda tunna filmer genom att alternerande pulser av gasfasprekursorer in i reaktionskammaren och gas-fastfas kemisk adsorptionsreaktion på ytan av deponeringssubstratet. Som visas i figur 1 består atomskiktsavsättningsprocessen av två halvreaktioner A och B i fyra elementära steg:
1) Prekursor A-pulsadsorptionsreaktion;
2) Rensning av överskott av reaktanter och biprodukter med inert gas;
3) Prekursor B pulsadsorptionsreaktion;
4) Överskottet av reaktanter och biprodukter rensas av den inerta gasen och cirkuleras sedan i sekvens för att realisera skikt-för-skikt-tillväxten av den tunna filmen på ytan av substratet.
Figur 1. Arbetsprincip för ALD
En mängd olika material kan deponeras genom atomskiktsavsättning, såsom:
Oxider: inklusive HfO2, HfSiO, Al2O3, Ta2O5, TiO2, La2O3, SiO2, ZnO
Nitrid, inklusive TiN, TaN, AlN, SiNx, HfN
Metaller, inklusive Ru, Cu, W, Mo
2. Jämförelse av ALD, PVD och CVD
Jämfört med traditionell tunnfilmsteknik har atomskiktsavsättningsteknik uppenbara fördelar. Traditionella lösningskemiska metoder och fysikaliska metoder som sputtering eller förångning (PVD) är inte lämpliga för avsättning och filmbildning på ytan av tredimensionella komplexa substrat på grund av bristande ytkontroll eller förekomsten av sputtrade skuggområden. Metoden för kemisk ångavsättning (CVD) kräver strikt kontroll av prekursordiffusionen och temperaturlikformigheten i reaktionskammaren, och det är svårt att uppfylla kraven på tunnfilmslikformighet och exakt kontroll av tjockleken. Däremot är ALD-teknologin baserad på ytsjälvbegränsande och självmättande adsorptionsreaktioner och har ytkontroll. Bottenytan avsätts för att bilda filmer, samtidigt som man säkerställer exakt kontroll av tjockleken av sub-monolager. Därför används ALD-teknik i stor utsträckning inom mikroelektronik, energi, information och andra områden.
Figur 2. Jämförelse av ALD, PVD, CVD och så vidare
3. Grundläggande tillämpningar av Atomic Layer Deposition Technology
Utvecklingen av atomskiktsavsättningsteknik är oskiljaktig från framväxten av halvledarindustrin. Med den kontinuerliga förbättringen av chipintegration fortsätter storleken på olika komponenter att krympa, och halvledarindustrins teknologinod har gått in i nano-eran. Människor ställer också högre och högre krav på nanoskalig tunnfilmsteknik som är kompatibel med halvledarteknik. De huvudsakliga tillämpningarna av ALD-teknik inkluderar:
1) Transistor gate dielektrikum (hög-k) och metalgate elektrod;
2) Mikroelektromekaniska system (MEMS);
3) Optoelektroniska material och anordningar;
4) Integrerad krets sammankoppling diffusionsbarriär;
5) Plattskärm (t.ex. organiskt lysdiodmaterial, OLED);
6) Interconnect barriärskikt;
7) Sammanbinda fröskikt för avsättning av kopparelektroplätering;
8) DRAM, MRAM dielektriskt skikt;
9) Inbyggd kondensator;
10) Elektromagnetiskt inspelningshuvud;
11) Olika typer av tunna filmer (<100nm).
För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.